(57)【要約】【課題】表現範囲の広い高輝度な白色光を容易に得ることのできるＬＥＤを実現する。【解決手段】  ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム12に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ14を形成し、該リフレクタ14の底面上に、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ16をダイボンドにより接続固定し、また、上記ＬＥＤチップ16を透光性材料より成るコーティング材22で被覆・封止すると共に、黄色系蛍光体24ａの表面に、着色剤としての赤色系顔料24ｂを付着して成る顔料付き蛍光体24を上記コーティング材22中に分散状態で多数混入した。【選択図】図１
0003119451.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と、所定色の着色剤とを備え、上記青色系可視光、黄色系可視光、着色剤の色成分とを混色させて白色系可視光を放射するよう構成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
上記着色剤の量は、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
上記着色剤が顔料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
上記ＬＥＤチップを透光性材料より成るコーティング材で封止すると共に、黄色系蛍光体の表面に上記顔料を付着して成る顔料付き蛍光体を上記コーティング材中に混入したことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、青色系可視光を発光する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と、該ＬＥＤチップの発光を黄色系可視光に変換する黄色系蛍光体を備え、上記ＬＥＤチップから発せられる青色系可視光と黄色系蛍光体から発せられる黄色系可視光との混色により白色系可視光（以下、白色光という）を得ることのできる発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップから発せられる青色系可視光と、ＹＡＧ蛍光体等の黄色系蛍光体から発せられる黄色系可視光とを混色させて白色光を放射することのできるＬＥＤが従来より用いられている。
しかしながら、上記ＬＥＤで得られる白色光には、青色系可視光中の青色成分と、黄色系可視光中の黄色成分しか含まれていないため、白色光の表現範囲が非常に狭かった。
【０００３】
例えば、上記ＬＥＤが照明として用いられる場合、赤色成分の入った電球色等の暖色系白色光が消費者には好まれているが、ＬＥＤチップの青色系可視光と黄色系蛍光体の黄色系可視光とを混色して得られる白色光には赤色成分が含まれていない。
そこで、本出願人は、先に、赤色成分の不足を補うことができるよう、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄色系の可視光を発光するＹＡＧ蛍光体と、赤色系の可視光を発光する赤色蛍光体とを備え、上記青色系可視光、黄色系可視光、赤色系可視光とを混色させて白色光を放射するよう構成した発光ダイオードを提案した（特開２００４−１５２９９３号）。
【０００４】
この発光ダイオード60は、図５に示すように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフレーム62に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ64を形成し、該リフレクタ64の底面に、青色系の可視光を発光する発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）66をダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム62と、ＬＥＤチップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム68と、上記ＬＥＤチップ66上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ70を介して電気的に接続して成る。
【０００５】
上記ＬＥＤチップ66の上面及び側面は、リフレクタ64内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材72によって被覆・封止されている。
また、上記コーティング材72中には、ＬＥＤチップ66の発光を黄色系の可視光に変換するＹＡＧ蛍光体73と、ＬＥＤチップ66の発光を赤色系の可視光に変換する赤色系蛍光体74が分散状態で多数混入されている。
さらに、コーティング材72で被覆された上記ＬＥＤチップ66、第１のリードフレーム62の先端部62ａ及び端子部62ｂの上端、第２のリードフレーム68の先端部68ａ及び端子部68ｂの上端は、先端に凸レンズ部76を有する透光性の外囲器78によって被覆・封止されている。
【０００６】
而して、上記第１のリードフレーム62及び第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ66に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ66の発光を受けてＹＡＧ蛍光体73から黄色系可視光が放射されると共に、赤色系蛍光体74から赤色系可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ66から放射された青色系可視光、ＹＡＧ蛍光体73から放射された黄色系可視光、赤色系蛍光体74から放射された赤色系可視光が混色することにより白色光が得られ、該白色光が透光性樹脂材78の凸レンズ部76によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００７】
上記ＬＥＤ60は、ＹＡＧ蛍光体73と共に赤色系蛍光体74を備えているので、上記赤色系蛍光体74から放射される赤色系可視光によって、赤色成分の不足を補うことができ、暖色系白色光を得ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１５２９９３号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の如く、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと黄色系蛍光体を備えた白色発光のＬＥＤにおいて、白色光の表現範囲を広げるためには、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を用いれば良いが、この場合、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を相当量用いる必要があり、その分、黄色系蛍光体の量が減少するため高輝度な白色光を得ることができなかった。
例えば、上記した従来のＬＥＤ60において、赤色系蛍光体74として（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系蛍光体を用いた場合、赤色成分の不足を補って暖色系白色光を得るためには、赤色系蛍光体74をＹＡＧ蛍光体73に対する重量比で２０〜３０重量％程度も用いる必要があるが、その分コーティング材72中に混入されるＹＡＧ蛍光体73の量が減少するため高輝度な暖色系白色光を実現することができなかった。
【０００９】
本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表現範囲の広い高輝度な白色光を容易に得ることのできるＬＥＤを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本考案に係る発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と、所定色の着色剤とを備え、上記青色系可視光、黄色系可視光、着色剤の色成分とを混色させて白色系可視光を放射するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記着色剤の量は、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すのが好ましい。
【００１２】
上記着色剤としては、例えば顔料が該当する。顔料を着色剤として用いる場合、ＬＥＤチップを透光性材料より成るコーティング材で封止すると共に、黄色系蛍光体の表面に上記顔料を付着して成る顔料付き蛍光体を上記コーティング材中に混入するようにしても良い。
【考案の効果】
【００１３】
本考案の発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と共に、所定色の着色剤を備えているので、当該着色剤の色成分が白色光中に加わり、発光ダイオードから発光される白色光の表現範囲を広げることができる。
【００１４】
上記着色剤の量を、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すことにより、当該着色剤の色成分を十分に白色光中に加えることができると共に、輝度低下を生じることのない高輝度な白色光を得ることができる。
【００１５】
ＬＥＤチップを透光性材料より成るコーティング材で封止すると共に、黄色系蛍光体の表面に顔料を付着して成る顔料付き蛍光体を上記コーティング材中に混入すれば、黄色系蛍光体と顔料とが偏在することなく略均一に分散させることができ、色ムラの発生を抑制できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本考案に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るＬＥＤ10を模式的に示す概略断面図であり、このＬＥＤ10は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム12の先端部12ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ14を形成し、該リフレクタ14の底面上に、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップ16をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム12と、ＬＥＤチップ16底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム18の先端部18ａと、上記ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ20を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ16は、約４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長の青色又は青紫等の青色系の可視光（以下、青色系可視光と称する）を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
【００１７】
上記ＬＥＤチップ16の上面及び側面は、リフレクタ14内に充填されたエポキシ樹脂等の透光性材料より成るコーティング材22によって被覆・封止されている。
また、上記コーティング材22中には、顔料付き蛍光体24が分散状態で多数混入されている。該顔料付き蛍光体24は、図２に示すように、ＬＥＤチップ16の発光を黄色系可視光に変換する粒子状の黄色系蛍光体24ａの表面に、着色剤としての赤色系顔料24ｂが付着されて成る。
【００１８】
上記黄色系蛍光体24ａは、例えば、ＬＥＤチップ16の発光を約５６０ｎｍ〜約５９０ｎｍ程度の黄色系可視光に変換する（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等のＹＡＧ蛍光体（アルミン酸イットリウム系蛍光体）が該当する。
また、ＺｎＳ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ等の硫化物系蛍光体、一般式ＭＸ（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｎ，Ｏ）で表されるシリケート系蛍光体を用いることができる。
【００１９】
上記赤色系顔料24ｂとしては、例えば、無機顔料である弁柄赤（Ｆｅ２Ｏ３）、カドミウムレッド（ＣｄＳ＋ＣｄＳｅ）、アンチモン赤（２Ｓｂ２Ｓ３・Ｓｂ２Ｏ３）、鉛丹（Ｐｂ３Ｏ４）等、有機顔料であるサアスラキノン系顔料、ジオキサン顔料等を用いることができる。
【００２０】
上記顔料付き蛍光体24は、例えば以下の方法で作製することができる。水に粉末状の黄色系蛍光体24ａを分散させた蛍光体分散液と、水に赤色系顔料24ｂを分散した顔料分散液とを混合・撹拌した後、ゼラチンを添加して撹拌を続ける。その後、酢酸等を添加してｐＨ４に調整すると、黄色系蛍光体24ａの表面に赤色系顔料24ｂが付着し、その後、濾過、脱水することにより、上記顔料付き蛍光体24が得られる。  
【００２１】
上記コーティング材22で被覆されたＬＥＤチップ16、第１のリードフレーム12の先端部12ａ及び端子部12ｂの上端、第２のリードフレーム18の先端部18ａ及び端子部18ｂの上端は、先端に凸レンズ部28を有するエポキシ樹脂等より成る透光性の外囲器30によって被覆・封止されている。
【００２２】
而して、第１のリードフレーム12及び第２のリードフレーム18を介してＬＥＤチップ16に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ16の発光を受けて、黄色系蛍光体24ａから黄色系可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ16から放射された青色系可視光、黄色系蛍光体24ａから放射された黄色系可視光及び赤色系顔料24ｂの赤色成分が混色することにより暖色系白色光が得られ、該暖色系白色光が外囲器30の凸レンズ部28によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
【００２３】
本考案のＬＥＤ10にあっては、赤色系顔料24ｂによって赤色成分を加えることができ、暖色系白色光を容易に得ることができる。
上記赤色系顔料24ｂの量は、黄色系蛍光体24ａに対する重量比で０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０３〜０．２０重量％と成される。すなわち、０．００１重量％の赤色系顔料24ｂの量で暖色系白色光を実現できると共に、ＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう赤色系顔料24ｂの量は１０重量％以下とするのが適当である。このように、赤色系顔料24ｂの量を、黄色系蛍光体24ａに対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すことにより、黄色系蛍光体24ａの量を十分に確保することができ、高輝度な暖色系白色光を実現できる。また、０．０３〜０．２０重量％とした場合には、赤色系顔料24ｂの色成分をより十分に加えることができると共に、黄色系蛍光体24ａの量を一層確保することができ輝度の低下を生じることがない。
尚、赤色系顔料24ｂとして弁柄赤を用いた場合には、０．０１〜０．２０重量％の範囲が適当である。
【００２４】
図３は従来のＬＥＤ60の色度図、図４は本考案のＬＥＤ10の色度図である。図３及び図４において、Ｄは昼光色の領域、Ｎは昼白色の領域、Ｗは白色の領域、ＷＷは温白色の領域、Ｌは電球色の領域を示し、左側のＤの領域から右側のＬの領域に向かって暖色系の白色光となっていく。
従来のＬＥＤ60は、ＹＡＧ蛍光体73としてＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、赤色系蛍光体74としてＭｇＯＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎを用い、図３において、［１］はＹＡＧ蛍光体73が９０重量％、赤色系蛍光体74が１０重量％の場合の色度、［２］はＹＡＧ蛍光体73が８５重量％、赤色系蛍光体74が１５重量％の場合の色度、［３］はＹＡＧ蛍光体73が８０重量％、赤色系蛍光体74が２０重量％の場合の色度、［４］はＹＡＧ蛍光体73が１００重量％の場合の色度を示している。
本考案のＬＥＤ10は、黄色系蛍光体24ａとして、従来のＬＥＤ60と同じＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅより成るＹＡＧ蛍光体、赤色系顔料24ｂとして弁柄赤（Ｆｅ２Ｏ３）を用い、図４において、（１）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．００３重量％の場合の色度、（２）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．０１重量％の場合の色度、（３）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．０６重量％の場合の色度、（４）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．１３重量％の場合の色度、（５）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．２０重量％の場合の色度、（６）は比較例として、黄色系蛍光体24ａのみ使用した場合の色度を示している。
【００２５】
図３に示される通り、従来のＬＥＤ60の場合、１０〜２０重量％の赤色系蛍光体74を用いても、左側のＤ又はＮの領域に留まっており十分な暖色系白色光が得られていない。
これに対し、図４に示される通り、本考案のＬＥＤ10の場合には、０．００３〜０．２０重量％の範囲の少量の赤色系顔料24ｂを用いるだけで、右側のＷＷやＬの領域に達する暖色系白色光が得られている。
【００２６】
上記においては、コーティング材22中に顔料付き蛍光体24（図２）を混入した場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、粒子状の黄色系蛍光体24ａと粒子状の赤色系顔料24ｂとを混合状態でコーティング材22中に分散させても良い。
但し、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとは粒径や比重が異なるため、これらをコーティング材22中にそのまま混入すると、コーティング材22中に均一に分布せず、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとが偏在してしまうことがある。この場合、黄色系蛍光体24ａの発光色と赤色系顔料24ｂの赤色成分とが十分に混色せず、色ムラを生じる原因となる。これに対し、黄色系蛍光体24ａの表面に赤色系顔料24ｂを付着して構成した上記顔料付き蛍光体24をコーティング材22中に混入した場合には、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとが偏在することなく略均一に分散させることができるので、顔料付き蛍光体24を用いるのが好ましい。
【００２７】
また、上記においては、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ12と黄色系蛍光体24ａを備えた白色発光のＬＥＤ10において、着色剤としての赤色系顔料24ｂにより赤色成分を加えて暖色系白色光を得る場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではない。すなわち、所定色の顔料（着色剤）を用いることにより、当該顔料（着色剤）の色成分が加わり、ＬＥＤ10から発光される白色光の表現範囲を広げることができる。
例えば、緑系色の無機顔料である酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、ピリジアン（Ｃｒ２Ｏ(ＯＨ)４）、コバルトグリーン（ＣｏＯ・ＺｎＯ・ＭｇＯ）等、緑系色の有機顔料であるフタロシアニングリーン等を用いれば、緑色成分の含まれた白色光を得ることができる。
また、青系色の無機顔料である群青（３ＮａＡｌ・ＳｉＯ４・Ｎａ２Ｓ２）、  紺青（Ｆｅ４[Ｆｅ(ＣＮ)６]３・ｎＨ２Ｏ）、コバルトブルー（ＣｏＯ・ｎＡｌ２Ｏ３）、セルリアンブルー（ＣｏＯ・ｎＳｎＯ２・ＭｇＯ）等を用いれば、青色成分が一層強調された白色光を得ることができる。
尚、所定色の顔料（着色剤）の量は、上記赤色系顔料24ｂの場合と同様に、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成される。
すなわち、０．００１重量％の顔料（着色剤）の量で、当該顔料（着色剤）の色成分を十分に加えることができると共に、ＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう顔料（着色剤）の量は１０重量％以下とするのが適当である。
【００２８】
着色剤としては、上記した赤色系顔料24ｂ等の顔料の他に、耐候性を有する染料等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案に係るＬＥＤを模式的に示す概略断面図である。
【図２】顔料付き蛍光体を模式的に示す断面図である。
【図３】従来のＬＥＤの色度図である。
【図４】本考案のＬＥＤの色度図である。
【図５】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
10    ＬＥＤ
12    第１のリードフレーム
14    リフレクタ
16    ＬＥＤチップ
18    第２のリードフレーム
22    コーティング材
24    顔料付き蛍光体
24ａ 黄色系蛍光体
24ｂ 赤色系顔料
28    外囲器
【図１】
0003119451.tif 000003
【図２】
0003119451.tif 000004
【図３】
0003119451.tif 000005
【図４】
0003119451.tif 000006
【図５】
0003119451.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月21日(2005.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
青色系可視光を発光するＬＥＤチップを透光性材料より成るコーティング材で封止すると共に、該コーティング材中に、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と所定色の着色剤とを混入して成る発光ダイオードであって、上記青色系可視光、黄色系可視光、着色剤の色成分とを混色させて白色系可視光を放射するよう構成されていることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
上記着色剤の量は、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
上記着色剤が顔料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
黄色系蛍光体の表面に上記顔料を付着して成る顔料付き蛍光体を上記コーティング材中に混入したことを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、青色系可視光を発光する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と、該ＬＥＤチップの発光を黄色系可視光に変換する黄色系蛍光体を備え、上記ＬＥＤチップから発せられる青色系可視光と黄色系蛍光体から発せられる黄色系可視光との混色により白色系可視光（以下、白色光という）を得ることのできる発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップから発せられる青色系可視光と、ＹＡＧ蛍光体等の黄色系蛍光体から発せられる黄色系可視光とを混色させて白色光を放射することのできるＬＥＤが従来より用いられている。
しかしながら、上記ＬＥＤで得られる白色光には、青色系可視光中の青色成分と、黄色系可視光中の黄色成分しか含まれていないため、白色光の表現範囲が非常に狭かった。
【０００３】
例えば、上記ＬＥＤが照明として用いられる場合、赤色成分の入った電球色等の暖色系白色光が消費者には好まれているが、ＬＥＤチップの青色系可視光と黄色系蛍光体の黄色系可視光とを混色して得られる白色光には赤色成分が含まれていない。
そこで、本出願人は、先に、赤色成分の不足を補うことができるよう、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄色系の可視光を発光するＹＡＧ蛍光体と、赤色系の可視光を発光する赤色蛍光体とを備え、上記青色系可視光、黄色系可視光、赤色系可視光とを混色させて白色光を放射するよう構成した発光ダイオードを提案した（特開２００４−１５２９９３号）。
【０００４】
この発光ダイオード60は、図５に示すように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフレーム62に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ64を形成し、該リフレクタ64の底面に、青色系の可視光を発光する発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）66をダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム62と、ＬＥＤチップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム68と、上記ＬＥＤチップ66上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ70を介して電気的に接続して成る。
【０００５】
上記ＬＥＤチップ66の上面及び側面は、リフレクタ64内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材72によって被覆・封止されている。
また、上記コーティング材72中には、ＬＥＤチップ66の発光を黄色系の可視光に変換するＹＡＧ蛍光体73と、ＬＥＤチップ66の発光を赤色系の可視光に変換する赤色系蛍光体74が分散状態で多数混入されている。
さらに、コーティング材72で被覆された上記ＬＥＤチップ66、第１のリードフレーム62の先端部62ａ及び端子部62ｂの上端、第２のリードフレーム68の先端部68ａ及び端子部68ｂの上端は、先端に凸レンズ部76を有する透光性の外囲器78によって被覆・封止されている。
【０００６】
而して、上記第１のリードフレーム62及び第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ66に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ66の発光を受けてＹＡＧ蛍光体73から黄色系可視光が放射されると共に、赤色系蛍光体74から赤色系可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ66から放射された青色系可視光、ＹＡＧ蛍光体73から放射された黄色系可視光、赤色系蛍光体74から放射された赤色系可視光が混色することにより白色光が得られ、該白色光が透光性樹脂材78の凸レンズ部76によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００７】
上記ＬＥＤ60は、ＹＡＧ蛍光体73と共に赤色系蛍光体74を備えているので、上記赤色系蛍光体74から放射される赤色系可視光によって、赤色成分の不足を補うことができ、暖色系白色光を得ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１５２９９３号
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の如く、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと黄色系蛍光体を備えた白色発光のＬＥＤにおいて、白色光の表現範囲を広げるためには、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を用いれば良いが、この場合、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を相当量用いる必要があり、その分、黄色系蛍光体の量が減少するため高輝度な白色光を得ることができなかった。
例えば、上記した従来のＬＥＤ60において、赤色系蛍光体74として（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系蛍光体を用いた場合、赤色成分の不足を補って暖色系白色光を得るためには、赤色系蛍光体74をＹＡＧ蛍光体73に対する重量比で２０〜３０重量％程度も用いる必要があるが、その分コーティング材72中に混入されるＹＡＧ蛍光体73の量が減少するため高輝度な暖色系白色光を実現することができなかった。
【０００９】
本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表現範囲の広い高輝度な白色光を容易に得ることのできるＬＥＤを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本考案に係る発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップを透光性材料より成るコーティング材で封止すると共に、該コーティング材中に、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と所定色の着色剤とを混入して成る発光ダイオードであって、上記青色系可視光、黄色系可視光、着色剤の色成分とを混色させて白色系可視光を放射するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記着色剤の量は、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すのが好ましい。
【００１２】
上記着色剤としては、例えば顔料が該当する。顔料を着色剤として用いる場合、黄色系蛍光体の表面に上記顔料を付着して成る顔料付き蛍光体をコーティング材中に混入するようにしても良い。
【考案の効果】
【００１３】
本考案の発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ、黄色系可視光を発光する黄色系蛍光体と共に、所定色の着色剤を備えているので、当該着色剤の色成分が白色光中に加わり、発光ダイオードから発光される白色光の表現範囲を広げることができる。
【００１４】
上記着色剤の量を、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すことにより、当該着色剤の色成分を十分に白色光中に加えることができると共に、輝度低下を生じることのない高輝度な白色光を得ることができる。
【００１５】
黄色系蛍光体の表面に顔料を付着して成る顔料付き蛍光体をコーティング材中に混入すれば、黄色系蛍光体と顔料とが偏在することなく略均一に分散させることができ、色ムラの発生を抑制できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本考案に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るＬＥＤ10を模式的に示す概略断面図であり、このＬＥＤ10は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム12の先端部12ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ14を形成し、該リフレクタ14の底面上に、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップ16をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム12と、ＬＥＤチップ16底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム18の先端部18ａと、上記ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ20を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ16は、約４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長の青色又は青紫等の青色系の可視光（以下、青色系可視光と称する）を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
【００１７】
上記ＬＥＤチップ16の上面及び側面は、リフレクタ14内に充填されたエポキシ樹脂等の透光性材料より成るコーティング材22によって被覆・封止されている。
また、上記コーティング材22中には、顔料付き蛍光体24が分散状態で多数混入されている。該顔料付き蛍光体24は、図２に示すように、ＬＥＤチップ16の発光を黄色系可視光に変換する粒子状の黄色系蛍光体24ａの表面に、着色剤としての赤色系顔料24ｂが付着されて成る。
【００１８】
上記黄色系蛍光体24ａは、例えば、ＬＥＤチップ16の発光を約５６０ｎｍ〜約５９０ｎｍ程度の黄色系可視光に変換する（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等のＹＡＧ蛍光体（アルミン酸イットリウム系蛍光体）が該当する。
また、ＺｎＳ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ等の硫化物系蛍光体、一般式ＭＸ（Ｓｉ，Ａｌ）（Ｎ，Ｏ）で表されるシリケート系蛍光体を用いることができる。
【００１９】
上記赤色系顔料24ｂとしては、例えば、無機顔料である弁柄赤（Ｆｅ２Ｏ３）、カドミウムレッド（ＣｄＳ＋ＣｄＳｅ）、アンチモン赤（２Ｓｂ２Ｓ３・Ｓｂ２Ｏ３）、鉛丹（Ｐｂ３Ｏ４）等、有機顔料であるサアスラキノン系顔料、ジオキサン顔料等を用いることができる。
【００２０】
上記顔料付き蛍光体24は、例えば以下の方法で作製することができる。水に粉末状の黄色系蛍光体24ａを分散させた蛍光体分散液と、水に赤色系顔料24ｂを分散した顔料分散液とを混合・撹拌した後、ゼラチンを添加して撹拌を続ける。その後、酢酸等を添加してｐＨ４に調整すると、黄色系蛍光体24ａの表面に赤色系顔料24ｂが付着し、その後、濾過、脱水することにより、上記顔料付き蛍光体24が得られる。  
【００２１】
上記コーティング材22で被覆されたＬＥＤチップ16、第１のリードフレーム12の先端部12ａ及び端子部12ｂの上端、第２のリードフレーム18の先端部18ａ及び端子部18ｂの上端は、先端に凸レンズ部28を有するエポキシ樹脂等より成る透光性の外囲器30によって被覆・封止されている。
【００２２】
而して、第１のリードフレーム12及び第２のリードフレーム18を介してＬＥＤチップ16に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ16の発光を受けて、黄色系蛍光体24ａから黄色系可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ16から放射された青色系可視光、黄色系蛍光体24ａから放射された黄色系可視光及び赤色系顔料24ｂの赤色成分が混色することにより暖色系白色光が得られ、該暖色系白色光が外囲器30の凸レンズ部28によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
【００２３】
本考案のＬＥＤ10にあっては、赤色系顔料24ｂによって赤色成分を加えることができ、暖色系白色光を容易に得ることができる。
上記赤色系顔料24ｂの量は、黄色系蛍光体24ａに対する重量比で０．００１〜１０重量％、好ましくは０．０３〜０．２０重量％と成される。すなわち、０．００１重量％の赤色系顔料24ｂの量で暖色系白色光を実現できると共に、ＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう赤色系顔料24ｂの量は１０重量％以下とするのが適当である。このように、赤色系顔料24ｂの量を、黄色系蛍光体24ａに対する重量比で０．００１〜１０重量％と成すことにより、黄色系蛍光体24ａの量を十分に確保することができ、高輝度な暖色系白色光を実現できる。また、０．０３〜０．２０重量％とした場合には、赤色系顔料24ｂの色成分をより十分に加えることができると共に、黄色系蛍光体24ａの量を一層確保することができ輝度の低下を生じることがない。
尚、赤色系顔料24ｂとして弁柄赤を用いた場合には、０．０１〜０．２０重量％の範囲が適当である。
【００２４】
図３は従来のＬＥＤ60の色度図、図４は本考案のＬＥＤ10の色度図である。図３及び図４において、Ｄは昼光色の領域、Ｎは昼白色の領域、Ｗは白色の領域、ＷＷは温白色の領域、Ｌは電球色の領域を示し、左側のＤの領域から右側のＬの領域に向かって暖色系の白色光となっていく。
従来のＬＥＤ60は、ＹＡＧ蛍光体73としてＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、赤色系蛍光体74としてＭｇＯＭｇＦ２ＧｅＯ２：Ｍｎを用い、図３において、［１］はＹＡＧ蛍光体73が９０重量％、赤色系蛍光体74が１０重量％の場合の色度、［２］はＹＡＧ蛍光体73が８５重量％、赤色系蛍光体74が１５重量％の場合の色度、［３］はＹＡＧ蛍光体73が８０重量％、赤色系蛍光体74が２０重量％の場合の色度、［４］はＹＡＧ蛍光体73が１００重量％の場合の色度を示している。
本考案のＬＥＤ10は、黄色系蛍光体24ａとして、従来のＬＥＤ60と同じＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅより成るＹＡＧ蛍光体、赤色系顔料24ｂとして弁柄赤（Ｆｅ２Ｏ３）を用い、図４において、（１）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．００３重量％の場合の色度、（２）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．０１重量％の場合の色度、（３）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．０６重量％の場合の色度、（４）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．１３重量％の場合の色度、（５）は黄色系蛍光体24ａに対する赤色系顔料24ｂの割合が０．２０重量％の場合の色度、（６）は比較例として、黄色系蛍光体24ａのみ使用した場合の色度を示している。
【００２５】
図３に示される通り、従来のＬＥＤ60の場合、１０〜２０重量％の赤色系蛍光体74を用いても、左側のＤ又はＮの領域に留まっており十分な暖色系白色光が得られていない。
これに対し、図４に示される通り、本考案のＬＥＤ10の場合には、０．００３〜０．２０重量％の範囲の少量の赤色系顔料24ｂを用いるだけで、右側のＷＷやＬの領域に達する暖色系白色光が得られている。
【００２６】
上記においては、コーティング材22中に顔料付き蛍光体24（図２）を混入した場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、粒子状の黄色系蛍光体24ａと粒子状の赤色系顔料24ｂとを混合状態でコーティング材22中に分散させても良い。
但し、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとは粒径や比重が異なるため、これらをコーティング材22中にそのまま混入すると、コーティング材22中に均一に分布せず、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとが偏在してしまうことがある。この場合、黄色系蛍光体24ａの発光色と赤色系顔料24ｂの赤色成分とが十分に混色せず、色ムラを生じる原因となる。これに対し、黄色系蛍光体24ａの表面に赤色系顔料24ｂを付着して構成した上記顔料付き蛍光体24をコーティング材22中に混入した場合には、黄色系蛍光体24ａと赤色系顔料24ｂとが偏在することなく略均一に分散させることができるので、顔料付き蛍光体24を用いるのが好ましい。
【００２７】
また、上記においては、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ12と黄色系蛍光体24ａを備えた白色発光のＬＥＤ10において、着色剤としての赤色系顔料24ｂにより赤色成分を加えて暖色系白色光を得る場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではない。すなわち、所定色の顔料（着色剤）を用いることにより、当該顔料（着色剤）の色成分が加わり、ＬＥＤ10から発光される白色光の表現範囲を広げることができる。
例えば、緑系色の無機顔料である酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、ピリジアン（Ｃｒ２Ｏ(ＯＨ)４）、コバルトグリーン（ＣｏＯ・ＺｎＯ・ＭｇＯ）等、緑系色の有機顔料であるフタロシアニングリーン等を用いれば、緑色成分の含まれた白色光を得ることができる。
また、青系色の無機顔料である群青（３ＮａＡｌ・ＳｉＯ４・Ｎａ２Ｓ２）、  紺青（Ｆｅ４[Ｆｅ(ＣＮ)６]３・ｎＨ２Ｏ）、コバルトブルー（ＣｏＯ・ｎＡｌ２Ｏ３）、セルリアンブルー（ＣｏＯ・ｎＳｎＯ２・ＭｇＯ）等を用いれば、青色成分が一層強調された白色光を得ることができる。
尚、所定色の顔料（着色剤）の量は、上記赤色系顔料24ｂの場合と同様に、黄色系蛍光体に対する重量比で０．００１〜１０重量％と成される。
すなわち、０．００１重量％の顔料（着色剤）の量で、当該顔料（着色剤）の色成分を十分に加えることができると共に、ＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう顔料（着色剤）の量は１０重量％以下とするのが適当である。
【００２８】
着色剤としては、上記した赤色系顔料24ｂ等の顔料の他に、耐候性を有する染料等を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案に係るＬＥＤを模式的に示す概略断面図である。
【図２】顔料付き蛍光体を模式的に示す断面図である。
【図３】従来のＬＥＤの色度図である。
【図４】本考案のＬＥＤの色度図である。
【図５】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
10    ＬＥＤ
12    第１のリードフレーム
14    リフレクタ
16    ＬＥＤチップ
18    第２のリードフレーム
22    コーティング材
24    顔料付き蛍光体
24ａ 黄色系蛍光体
24ｂ 赤色系顔料
28    外囲器